Fairness and transmission opportunity limit in IEEE 802.11e enhanced distributed channel access

Tämä diplomityö tutkii lähetysaikarajan vaikutusta verkon reiluuteen IEEE802.11e tehostettuun ja hajautettuun kommunikaatiokanavaan pääsyyn. IEEE802.11e tuo palvelunlaatuominaisuuksia IEEE802.11 langattomiin verkkoihin. Asemat, jotka käyttävät IEEE802.11e-ominaisuuksia jakavat liikenteen neljään kategoriaan. Kategorioiden välinen erottelu saavutetaan neljällä parametrilla, jotka kontrolloivat kanavaan pääsyä. Tämä työ tutkii yhtä näistä parametreistä, lähetysaikarajaa, joka kontrolloi lähetyksen kestoa. IEEE802.11e antaa referenssiarvoja parametreille, mutta näillä arvoilla verkon kuormituksen lisääntyessä, alemman prioriteetin liikenne kärsii nopeasti. Hyvin pian kuormituksen lisääntyessä alemman prioriteetin liikenne ei pääse verkosta läpi lainkaan. Tällöin myös verkon reiluus on matala. Reiluuden parantamiseksi, häiritsemättä korkean prioriteetin liikennettä, tämä työ tutkii ison lähetysaikarajan käyttöä. Ensimmäisessä simulaatiosarjassa alemman prioriteetin lähetysaikaraja on ääretön. Tämä tarkoitta sitä, että alemman prioriteetin jono voi lähettää kaikki pakettinsa kun se pääsee lähettämään. Tulokset osoittavat, että ääretön lähetysaikaraja parantaa reiluutta kun kanava on kuormittumassa. Tulokset osoittavat myös, että ääretön lähetysaikaraja ei merkittävästi heikennä korkean prioriteetin liikennettä. Toinen simulaatiosarja keskittyy sellaiseen verkon kuormitustilaan, missä äärettömän lähetysaikarajan vaikutus on suurin. Näissä simulaatioissa lähetysaikarajan arvo on staattinen. Simulaatiosta toiseen lähetysaikarajan arvo muutetaan toiseen arvoon väliltä nolla-suurin sallittu arvo. Tulokset näistä simulaatioista ovat hyvin samanlaiset kuin ensimmäisen simulaatiosarjan tulokset.This thesis investigates the effect of transmission opportunity limit on fairness in IEEE802.11e enhanced distributed channel access. IEEE802.11e brings quality of service features into IEEE802.11 wireless local area networks. In stations operating with IEEE802.11e, traffic is divided into categories. Differentiation between these categories is achieved by using four parameters to control the channel access. This thesis investigates one of these parameters, the transmission opportunity limit, which controls the channel access duration. With the reference parameter values given in IEEE802.11e, as the network congestion level increases, low priority traffic suffers quickly to a point where none of it gets transmitted. This makes the network overall fairness poor. To improve fairness while not disturbing high priority traffic, this thesis investigates the use of large transmission opportunity limit values. In the first set of simulations, the low priority traffic transmission opportunity limit values are set to infinite. This means that the low priority queue can send all its packets when it gains access to the channel. The results show that infinite transmission opportunity limit improves fairness when channel is getting congested. Also infinite transmission opportunity limit does not notably weaken high priority traffic performance. Second set of simulations focuses on the network congestion level where the effect of the infinite transmission opportunity limit is the largest. In these simulations the transmission opportunity limit is set to static value ranging from zero to a maximum allowed value. The results from these simulations are similar to the results of the first simulation set